C++模板的特化与偏特化
最近在看STL的过程中,发现自己对于模板这里的知识有所生疏,因此今日将这部分内容再做整理,以备后忘。
关于C++模板的概念这里不再赘述,默认读者已经具备基础知识。
模板的特化
先看一段代码:
#include <iostream> using namespace std; template <class T> class TClass { public: bool Equal(const T& arg, const T& arg1); }; template <class T> bool TClass<T>::Equal(const T& arg, const T& arg1) { return (arg == arg1); } int main() { TClass<int> obj; cout<<obj.Equal(2, 2)<<endl; cout<<obj.Equal(2, 4)<<endl; }
类里面就包括一个Equal方法,用来比较两个参数是否相等;上面的代码运行没有任何问题;但是,如果你传入一个float和一个double类型的参数,那么得到的结果有可能不是你想要的。所以,对于float或者double类型,我们需要进行特殊处理,处理如下:
#include <iostream> using namespace std; template <class T> class Compare { public: bool IsEqual(const T& arg, const T& arg1); }; // 已经不具有template的意思了,已经明确为float了 template <> class Compare<float> { public: bool IsEqual(const float& arg, const float& arg1); }; // 已经不具有template的意思了,已经明确为double了 template <> class Compare<double> { public: bool IsEqual(const double& arg, const double& arg1); }; template <class T> bool Compare<T>::IsEqual(const T& arg, const T& arg1) { cout<<"Call Compare<T>::IsEqual"<<endl; return (arg == arg1); } bool Compare<float>::IsEqual(const float& arg, const float& arg1) { cout<<"Call Compare<float>::IsEqual"<<endl; return (abs(arg - arg1) < 10e-3); } bool Compare<double>::IsEqual(const double& arg, const double& arg1) { cout<<"Call Compare<double>::IsEqual"<<endl; return (abs(arg - arg1) < 10e-6); } int main() { Compare<int> obj; Compare<float> obj1; Compare<double> obj2; cout<<obj.IsEqual(2, 2)<<endl; cout<<obj1.IsEqual(2.003, 2.002)<<endl; cout<<obj2.IsEqual(3.000002, 3.0000021)<<endl; }
这样就实现了模板的特化,对于float和double的特化版本,甚至可以做一些与非特化的不一样的事情,这也是模板特化的初衷,使得特化的模板具有与非特化模板一同的行为。
模板偏特化
上面对模板的特化进行了总结。那模板的偏特化呢?所谓的偏特化是指提供另一份template定义式,而其本身仍为templatized;也就是说,针对template参数更进一步的条件限制所设计出来的一个特化版本。这种偏特化的应用在STL中是随处可见的。比如:
template <class Iterator> struct iterator_traits { typedef typename Iterator::iterator_category iterator_category; typedef typename Iterator::value_type value_type; typedef typename Iterator::difference_type difference_type; typedef typename Iterator::pointer pointer; typedef typename Iterator::reference reference; }; template <class T> struct iterator_traits<T*> { typedef random_access_iterator_tag iterator_category; typedef T value_type; typedef ptrdiff_t difference_type; typedef T* pointer; typedef T& reference; }; template <class T> struct iterator_traits<const T*> { typedef random_access_iterator_tag iterator_category; typedef T value_type; typedef ptrdiff_t difference_type; typedef const T* pointer; typedef const T& reference; };
模板的偏特化与模板特化的区别在于,模板特化以后,实际上其本身已经不是templatized,而偏特化,仍然带有templatized。我们来看一个实际的例子:
#include <iostream> using namespace std; // 一般化设计 template <class T1, class T2> class TestClass { public: TestClass() { cout << "T1, T2" << endl; } }; // 针对普通指针的偏特化设计 template <class T1, class T2> class TestClass<T1*, T2*> { public: TestClass() { cout << "T1*, T2*" << endl; } }; // 针对const指针的偏特化设计 template <class T1, class T2> class TestClass<const T1*, T2*> { public: TestClass() { cout << "const T1*, T2*" << endl; } }; int main() { TestClass<int, char> obj; //T1,T2 TestClass<int *, char *> obj1; //T1*,T2* TestClass<const int *, char *> obj2; //const T1*,T2* return 0; }
上面的代码就实现了模板的偏特化
特化与偏特化的调用顺序
对于模板、模板的特化和模板的偏特化都存在的情况下,编译器在编译阶段进行匹配时,是如何抉择的呢?从哲学的角度来说,应该先照顾最特殊的,然后才是次特殊的,最后才是最普通的。编译器进行抉择也是尊从的这个道理。从上面的例子中,我们也可以看的出来,这就就不再举例说明。
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